以能力培养为主线 构建电路多层次开放式实验教学模式

张建宏

山西大学 山西太原 030013

以能力培养为主线 构建电路多层次开放式实验教学模式

张建宏

山西大学 山西太原 030013

围绕高等学校实验教学的定位和改革的新思路，构建了电路多层次开放式实验教学模式。这种实验教学模式以学生为主体，基础知识掌握和综合能力提高并进，丰富的实验内容与灵活的实验方式相结合，有效地改善传统实验模式的诸多弊端。

实验教学改革；创新能力；多层次实验教学模式；开放式模式

21世纪知识创新已经成为决定国家经济和社会发展的重要因素。在知识经济时代对高素质创新人才的需求不断扩大的新形势下，培养大批具有创新精神的创新型人才是社会发展对高等教育的迫切要求。实验教学是高等学校课程教学的重要组成部分，在培养造就“高素质、高层次、多样化、创造性”的人才，提高大学生的实践能力和科学素养方面起着举足轻重的作用。

1 建立先进的实验教学理念

1.1 实验教学改革的必然性

传统的实验教学以验证性实验为主，选题单一，且实验指导书对每个实验的实验目的、内容、方法、步骤乃至记录表格一应俱全，不需独立思考，学生在实验教学过程中处于被动接受地位，束缚了学生创造能力的发挥，严重影响了学生的主观能动性和创新思维的形成与发展，并没有真正发挥出实验教学在创新能力培养上的作用。进行实验教学改革是认真贯彻落实教育部“高等学校本科教学质量与教学改革工程”文件精神、全面提高本科教学质量的重要组成部分。为了适应新形势下的人才培养需求，对实验教学进行改革势在必行。

1.2 实验教学的新定位

确立以学生为本，创造优良的实验教学环境，坚持知识、能力与素质协调发展的实验教学理念，注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养，充分认识并落实实验教学在高素质的创新型人才培养和教学工作中的重要地位，形成理论教学与实验教学统筹协调、健康发展的理念和氛围。围绕“厚基础、重实践、强能力、高素质”的人才培养目标，大力提高基础实验的质量，强化专业课程设计及大型设计性实验的训练，培养学生的实际动手能力和创新精神。

1.3 实验教学改革的新思路

转变思想，重视知识结构、实践能力和创新意识的优化调整；改变以往验证性实验统领的局面，进一步优化基础性实验、综合性实验、设计性实验的比例；强调教师承担理论课程与实践教学任务，鼓励教师主动将科学研究的方法与成果转化到实践教学中。

2 电路多层次实验教学模式

电路是电气工程及自动化专业的一门理论性很强的课程，是学生学习后续课程的基础。电路实验是电路课程教学过程必不可少的环节。实践教学是理论联系实际的重要课堂，更是培养学生工程意识的有效途径。学生通过实验教学可以巩固和加深理解所学知识，拓宽专业知识面，提高综合运用能力，培养基本科研技能和创新能力。

2.1 多层次实验教学模式的内涵

在电路实验教学中，我们注重把握课程的规律，坚持以学生为主体，以能力和素质培养为主线，以素质教育为导向，注重实践、引导创新，确定了由基础到综合、由设计到创新的多层次实验教学模式。即按照“基本技能培养—综合能力培养—设计能力培养—创新能力培养”这条主线，由浅入深、由简到繁循序渐进地安排实验内容，使学生通过实验课程了解和掌握本学科中各种实验技能、方法、原理及其综合应用，提高发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。

2.2 多层次实验教学模式的构成

将实验分成基础性实验、综合性实验、设计性实验、大作业4个层次，如图1所示。

2.2.1 基础性实验

基础性实验目标是让学生了解基本实验理论、数据处理知识、实验规范、实验方法，学会常规实验仪器的使用，编写实验报告，熟悉实验原理、方法及实验过程，主要培养学生掌握基本实验方法、操作技能以及常用仪器的使用方法，突出对电路的测量方法和仪器调试方法的训练，培养学生正确记录、分析、处理数据和准确表述实验结果的良好习惯。其内容应尽量覆盖理论课教学的重点。

2.2.2 综合性实验

所谓综合性实验，就是实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段来完成实验，其目标是培养学生运用理论知识和工程观念分析问题和解决问题的综合能力。

2.2.3 设计性实验

设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自己加以实现并对实验结果进行分析处理的实验。设计性试验目标是培养学生在“工程”设计、制作和组织管理等方面的创新能力，目的在于通过设计性实验，让学生独立完成从查找资料、拟定方案，直至完成设计并编写设计报告的全过程。

2.2.4 大作业

大作业是教师将电路实验中与工业应用、市场经济结合紧密的部分精心设计成多个大作业，学生在教师指导下，在自己感兴趣的领域针对某一或某些选定研究目标进行具有研究、探索性质的实验。大作业主要面向优秀学生，以课题小组的形式实施。目的是使学生初步掌握科学研究方法，学会设计、编写科研报告和有关论证报告，为将来从事科学研究打下基础。

我们按照电路课程特点、教学规律科学合理地安排实验内容。40%左右的实验项目为基础性实验；30%左右的实验项目为综合性实验；25%左右的实验项目为设计性实验；5%左右的实验项目为大作业。实验项目分为必做部分和选做部分，以满足不同能力学生的不同要求。多层次实验教学融传授知识、培养能力、提高素质为一体，不仅有助于学生将理论与实践、书本知识与实际操作结合起来，增强对所学知识的理解和掌握，培养其运用、驾驭理论知识的能力，更可以使学生认识到自己潜在的创造才能，培养创新意识。因此，应用多层次实验教学模式对于将创新教育融入实践性教学环节具有很重要的现实意义。

3 开放式实验教学模式

开放式实验教学模式为学生的个性发展创建了一个开放的平台，是实施多层次实验教学模式的根本保障。开放实验室主要包括实验时间开放和实验内容开放两部分。时间开放是实验室根据自身情况，在满足正常教学前提下，根据实验教学安排情况，在每个学期第1周向学生公布实验室开放时间。学生可以根据自己的时间提前进行预约；在实验内容的开放上，不同层次的学生不仅可以在一定范围内根据自己的兴趣、爱好、能力选择适合自己的实验项目，还可以自己申请课题，经教师审阅批准后到实验室实施。

我们面向不同的学生采取了补差、扬优和提高3个层面上的开放模式。在第1个层面上(补差)，采用了时间上的开放，学生可以在实验室开放时间内继续完成课内的必做实验；在第2个层面上(扬优)，采用了时间和内容上的开放，学生可以自由选择实验时间和选做实验项目进行实验研究；在第3个层面上(提高)，采用了全面开放的形式，学生可以自带课题进入实验室进行研究。通过这3个层面的开放，让学生有更多的时间和机会进行实验、得到训练。

4 结束语

以能力培养为主线，构建多层次实验教学模式，不仅巩固和加强了学生的电路基础理论知识，提高了学生自主学习的积极性，学生的自学能力、观察能力、实验操作能力、获取知识的能力和创新思维能力得到加强，而且他们的实际动手能力，分析问题和解决问题的能力得到提高，提升了合作意识与团队精神，起到开阔视野、拓宽思路、激发灵感，提高综合素质的作用。新的电路实验教学模式要求教师不断更新知识、拓宽知识面。实验教师在新的实验教学模式中实现了自身角色的转变：由单一的专业知识和实验技能转向复合；由知识的传授者转变为学习的指导者；重视对学生创新能力的培养。教师不仅具有广博深厚的知识，还练就了过硬地解决和处理实际问题的能力，促进了教师水平和能力的提高。我们将继续探索提高学生实践能力的新途径，例如组织学生参加各种科技大赛、参加教师的科研课题、申请大学生科研课题、参加大学生科技创新活动等，为社会培养具有扎实理论基础知识、较强实际操作能力，并具有创新能力的高素质人才，不断增强实验教学在培养高素质创新人才和推进高等教育可持续发展中的重要地位和作用。

[1]陈国辉，李元高，罗一鸣，等.通过示范中心建设 深化实验教学体系改革[J].实验室研究与探索，2008，27(4)：75～77

[2]周进，王思慧，黄润生，等.树立新理念构建新体系 培养学生创新素质和研究能力[J].实验室研究与探索，2006，25(5)：619～621

Abstract: According to the orientation of experimental teaching in college and the novel ideas of reform，this paper constructs a multilevel and open experimental teaching mode，which took the students as main body，and was combined with the understanding of basic knowledge and comprehensive ability. This mode also contains a wealth of experimental contents and patterns. It can amend the problems of traditional experimental mode effectively.

Key Words: experimental teaching reform；innovative ability；multi-experimental teaching mode；open mode

Train the ability for mainline constructing circuits multilevel and open experimental teaching mode

Zhang Jianhong
Engineering college of Shanxi university，Taiyuan，030013，China

2010-10-21

张建宏，本科，工程师。